摘要: 模擬電子技術實驗課程是培養學生動手操作技能、理論聯系實際、設計和創新思維的有力措施和重要環節。本文分析、總結了模電實驗教學中出現的問題及其主要因素,并對解決問題的方法進行了探討。
關鍵詞: 模擬電子技術實驗教學問題成因教學改革
“模擬電子技術”是高校相關專業開設的一門技術基礎課程,是所有相關后續專業課程的基礎,對鞏固學生所學知識、提高學生觀察和分析問題的能力、培養學生動手解決實際問題起著重要作用。
1.模擬電子技術實驗教學的重要性及其意義
教育的重點是素質教育,素質教育的重點是培養學生的創新精神和實踐能力。在基礎課程的教學中,這一點尤其重要。在基礎課程的教學過程中,教師如何在傳授知識的同時,提高學生的實際動手能力和分析、解決問題的能力呢?主要的手段就是實驗。實驗是對理論學習最有益的直接補充,在教學過程中教師將實驗教學和理論教學進行同步結合,讓學生通過觀察實驗現象來反思理論,或者帶著理論學習的問題從實驗中尋找答案,這種理論與實踐結合的方式能極大地提高學生研究探索的興趣。
2.模電實驗教學效果不理想的成因分析
在模擬電子技術實驗教學過程中,學生實驗能力不強的問題沒有得到根本解決。總結問題成因,可以歸納為以下幾點:
2.1在高校普遍擴招的影響下,生源質量普遍下降,學生的學習能力和自覺性也相對減弱了。
2.2雖然理工專業基礎課一般都有相關的實驗課程,但長期以來,由于學校與教師對實驗教學不重視,因此實驗教學一直依附于理論教學,實驗教學內容多為一些驗證性實驗,且沿用多年,沒有把實驗課與培養學生的創新能力緊密聯系在一起。
2.3教學以教師為中心,教師從實驗原理到實驗方法、實驗步驟、注意事項,甚至到實驗過程中可能出現的問題都進行講解。學生完全機械、被動地按照教師的講解進行操作,即使遇到問題也不必動腦筋思考,因為教師會幫忙解決。這樣的實驗教學不僅不能發揮學生的主觀能動性,反而束縛了學生科學思維能力的發展,極不利于學生培養工程實踐能力。
2.4實驗課成績考核以實驗報告和出勤為主,造成有的學生不注重實驗的過程而只注重實驗結果。在實驗過程中,學生多忙于記錄實驗數據,很少鉆研問題,沒有帶著問題去學、去做實驗;一些學生對在實驗中出現的各種故障不認真分析,想辦法排除故障;還有的學生忙著趕寫上次的實驗報告,根本達不到實驗的目的。
2.5模擬電子技術課程涉及面廣、內容多、概念多,理論性、實踐性都很強;新技術飛速發展引起教學內容不斷擴充,使得教學內容和教學學時之間的矛盾日益突出;許多實驗教師由于長期局限于單科實驗,缺乏橫向交流,造成知識面狹窄,很難滿足綜合性實驗的要求,并且在一定程度上影響了學生全面素質的發展,阻礙了高校整體教學質量的提升。
3.關于模擬電子技術實驗教學改革的幾點建議
為適應現代電子技術飛速發展的需要,更好地培養21世紀創新型電子技術人才,模擬電子技術實驗教學改革勢在必行。
3.1針對不同性質的實驗采取不同的教學手段。
實驗項目一般可分成基礎性實驗、設計/綜合性實驗兩類?;A性實驗主要是讓學生進一步鞏固課堂教學知識,熟悉基本實驗方法和實驗技能,通過實驗掌握常用實驗儀器的使用方法,以及一些常見實驗數據的測試方法。設計/綜合性實驗則是要求學生能夠綜合幾種不同功能的電路,制作出實現某些特定要求的一個小系統,它是在學生有一定的理論知識和實驗技能,并能熟練使用相關的儀器、儀表的基礎上進行的。
基礎性實驗的開設要做到與理論課程同步,要求學生課前預習,課上出現問題引導學生自己去思考,對于基礎較好、實踐能力較強的學生,教師可以要求其根據試驗目的自擬實驗步驟。通過完成驗證型實驗,學生可以建立用實踐檢驗理論的好習慣。
在學生完成了驗證型的實驗后,教師可以在此基礎上增加一定的設計性內容。這部分設計內容較為簡單,教師可以在典型電路的基礎上改變幾個參數,讓學生通過計算得到不同的輸出結果。
在完成幾個單元的驗證實驗后,教師可以讓學生做一個綜合幾個單元電路的設計性實驗。由簡到繁的設計過程可以讓學生充分了解設計工作的思路,通過實際操作了解各部分電路之間的耦合、阻抗匹配等問題。另外,教師也可給出設計性實驗的基本要求,讓學生自己查閱資料、自由選題,自己設計及安裝調試電路,獨立處理實驗數據、分析實驗結果。
3.2增加課程設計來提高學生動手能力。
教師僅僅憑借實驗課無法提高學生的實踐動手能力,還必須在實驗課的基礎上開設課程設計,進一步提高學生的設計能力。課程設計可以以選修課的方式進行:教師給出題目和要求,每周留出一定的答疑時間,將選修該課的學生分成若干小組,每個小組選定相同或不同的題目,在課余時間查閱文獻資料,設計實驗方案,獨立進行實驗操作,最終完成實驗并得到相應的實驗結果,寫出設計報告。在整個過程中,學生是主體,教師起指導的作用,一般不直接回答和解決學生的問題。最后開展實驗報告會,學生在多媒體教室中講解自己的實驗報告,回答同學和教師的提問,使每個學生對不同題目的設計性實驗都有一定的了解,相互交流和溝通,擴展知識面,開拓視野。
3.3開放實驗室激發學生的學習興趣。
興趣是學生探索、創新的力量源泉。學生如果對所學的內容有濃厚的興趣,便會由被動變為主動,進而使注意力變得集中和持久,觀察力變得敏銳,想象力變得豐富,這正是創新的萌芽。所以,如果想激發學生的創新思維,教師首先必須培養學生的學習興趣。教師可以每天開放實驗室,選擇一些難度適中的課題,放在網上供學生選擇,在實驗時間和實驗內容上最大限度地滿足學生的需要,給學生創造一個良好的實驗條件和氛圍;在寒暑假,教師可適當增加一些與實際應用有關的課題,如選擇教師的科研或已結題的課題、一些中小企業的生產項目作為綜合性、設計性實驗,這樣能充分滿足學生的求知愿望,鍛煉他們的動手能力和實際應用能力。
3.4利用EDA軟件和校園網實現遠程教學。
教師利用仿真軟件進行模電實驗教學,不僅可以彌補實驗儀器、元器件短缺和規格不符合要求等不足,還可以利用軟件中提供的各種分析方法,幫助學生更快、更好地掌握教學內容,擺脫實驗室方面對學生的束縛,讓學生在實驗中大膽發揮自己的綜合能力和創新能力。再加上校園網和EDA軟件的網絡化功能,教師完全可以實現具有實時互動效果的遠程實驗教學。學生可隨時隨地地遠程登錄訪問,實現遠程申請實驗、完成實驗(發送設置參數,接收實驗結果的數據)、提交報告、在線答疑等。
3.5開設相關的知識講座,擴大學生的知識面。
隨著現代電子技術的飛速發展,電子技術知識不斷更新。為了更好地培養創新型電子技術人才,教師可以開設相關的知識講座。主講人員可以是實驗技術人員與實際經驗豐富的專業技術人員,也可以是從事研究領域的學科帶頭人員。知識講座要有鮮明的針對性、知識性、應用性和趣味性,既要緊密結合課程教學的需要,又要擴展和豐富學生的知識范圍,從而培養學生柔性化、可塑性和創新性的意識。
3.6改革實驗課程的考核方法。
改革模電實驗考核方法,關鍵在于體現學生獨立動手操作能力、數據處理能力和創新能力。筆者將模電實驗考試分為筆試和實操兩部分。實驗操作部分的分數占總分的60%,該部分體現綜合性和設計性實驗內容,而且平時能高質量完成實驗任務,有較強的獨立操作、設計和創新能力的學生,部分可以免試。
3.7加強實驗教師隊伍的建設。
高校應建立一支理論課、實驗教學與科研兼顧的教師隊伍。教師在完成教學的同時要兼顧科研,掌握學科發展的新動向、了解新技術,促進自身學術水平的不斷提高,而科研的部分成果簡化后可作為新的教學和實驗內容,從而促進教學內容水平的提高。
4.結語
實驗教學作為高校教學工作的重要組成部分,在學生能力培養和綜合素質提高方面有其獨特的作用。高質量的教學實驗對人才綜合素質的培養具有不可替代的作用,學生將形成良好的工作習慣和科學的工作作風。教師要不斷優化實驗課程教學體系,不斷提高實驗教學質量,為國家培養具有創新意識、創新精神和創新能力的合格學生。
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